Tirik mavjudotlarning noorganik moddalari jadvali. Suv va noorganik birikmalar, ularning hujayradagi roli

Hujayra: kimyoviy tarkibi, organoidlarning tuzilishi, vazifalari.

Hujayraning kimyoviy tarkibi. Makro va mikroelementlar. Noorganiklarning tuzilishi va funktsiyalari o'rtasidagi bog'liqlik va organik moddalar(oqsillar, nuklein kislotalar, uglevodlar, lipidlar, ATP) hujayrani tashkil qiladi. Rol kimyoviy moddalar inson tanasida va hujayrasida.

Organizmlar hujayralardan tashkil topgan. Turli organizmlarning hujayralari bir xil kimyoviy tarkibga ega. 1-jadvalda asosiylari keltirilgan kimyoviy elementlar, tirik organizmlarning hujayralarida topilgan.

Jadval 1. Hujayradagi kimyoviy elementlarning tarkibi

Birinchi guruhga kislorod, uglerod, vodorod va azot kiradi. Ular hujayraning umumiy tarkibining deyarli 98% ni tashkil qiladi.

Ikkinchi guruhga kaliy, natriy, kaltsiy, oltingugurt, fosfor, magniy, temir, xlor kiradi. Ularning hujayradagi tarkibi foizning o'ndan va yuzdan bir qismini tashkil qiladi. Ushbu ikki guruhning elementlari sifatida tasniflanadi makronutrientlar(yunon tilidan makro- katta).

Hujayrada foizning yuzdan va mingdan bir qismi bilan ifodalangan qolgan elementlar uchinchi guruhga kiradi. Bu mikroelementlar(yunon tilidan mikro- kichik).

Hujayrada tirik tabiatga xos elementlar topilmadi. Ro'yxatdagi barcha kimyoviy elementlar ham jonsiz tabiatning bir qismidir. Bu tirik va jonsiz tabiatning birligini ko'rsatadi.

Har qanday elementning etishmasligi kasallik va hatto tananing o'limiga olib kelishi mumkin, chunki har bir element o'ziga xos rol o'ynaydi. Birinchi guruhning makroelementlari biopolimerlarning asosini tashkil qiladi - oqsillar, uglevodlar, nuklein kislotalar, shuningdek, lipidlar, ularsiz hayot mumkin emas. Oltingugurt ayrim oqsillarning, fosfor nuklein kislotalarning, temir gemoglobinning, magniy xlorofillning bir qismidir. Kaltsiy metabolizmda muhim rol o'ynaydi.

Hujayra tarkibidagi kimyoviy elementlarning bir qismi noorganik moddalar - mineral tuzlar va suvning bir qismidir.

Mineral tuzlar hujayrada, qoida tariqasida, kationlar (K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+) va anionlar (HPO 2-/4, H 2 PO -/4, CI -, HCO) shaklida bo'ladi. 3), bu nisbat hujayralar hayoti uchun muhim bo'lgan muhitning kislotaliligini aniqlaydi.

(Ko'pgina hujayralarda muhit biroz ishqoriydir va uning pH darajasi deyarli o'zgarmaydi, chunki unda kationlar va anionlarning ma'lum nisbati doimiy ravishda saqlanadi.)

Tirik tabiatdagi noorganik moddalardan katta rol o'ynaydi suv.

Suvsiz hayot mumkin emas. Ko'pgina hujayralarning muhim massasini tashkil qiladi. Miya va inson embrionlari hujayralarida juda ko'p suv mavjud: 80% dan ortiq suv; yog 'to'qimalarining hujayralarida - faqat 40.% Keksa yoshda hujayralardagi suv miqdori kamayadi. 20% suv yo'qotgan odam o'ladi.

Suvning o'ziga xos xususiyatlari uning organizmdagi rolini belgilaydi. U suvning yuqori issiqlik sig'imi - iste'moli tufayli yuzaga keladigan termoregulyatsiyada ishtirok etadi katta miqdor qizdirilganda energiya. Suvning yuqori issiqlik sig'imi nima bilan belgilanadi?

Suv molekulasida kislorod atomi ikkita vodorod atomiga kovalent bog'langan. Suv molekulasi qutbli, chunki kislorod atomi qisman manfiy zaryadga ega va ikkita vodorod atomining har biri

Qisman musbat zaryad. Bir suv molekulasining kislorod atomi va boshqa molekulaning vodorod atomi o'rtasida vodorod aloqasi hosil bo'ladi. Vodorod aloqalari ko'p miqdordagi suv molekulalarining ulanishini ta'minlaydi. Suv qizdirilganda, energiyaning katta qismi vodorod aloqalarini buzishga sarflanadi, bu uning yuqori issiqlik sig'imini belgilaydi.

Suv - yaxshi hal qiluvchi. Ularning qutbliligi tufayli uning molekulalari musbat va manfiy zaryadlangan ionlar bilan o'zaro ta'sir qiladi va shu bilan moddaning erishiga yordam beradi. Suvga nisbatan barcha hujayra moddalari hidrofil va hidrofobiklarga bo'linadi.

Gidrofil(yunon tilidan gidro- suv va filleo- muhabbat) suvda eriydigan moddalar deyiladi. Bularga ionli birikmalar (masalan, tuzlar) va ayrim noionli birikmalar (masalan, qandlar) kiradi.

Hidrofobik(yunon tilidan gidro- suv va Fobos- qo'rquv) suvda erimaydigan moddalardir. Bularga, masalan, lipidlar kiradi.

Suvli eritmalarda hujayrada sodir bo'ladigan kimyoviy reaktsiyalarda suv muhim rol o'ynaydi. U organizmga kerak bo'lmagan metabolik mahsulotlarni eritib yuboradi va shu bilan ularni tanadan olib tashlashga yordam beradi. Hujayradagi yuqori suv miqdori buni beradi elastiklik. Suv harakatga yordam beradi turli moddalar hujayra ichida yoki hujayradan hujayraga.

Jonli va jonsiz tabiat jismlari bir xil kimyoviy elementlardan iborat. Tirik organizmlar tarkibida noorganik moddalar - suv va mineral tuzlar mavjud. Hujayradagi suvning hayotiy muhim ko'plab funktsiyalari uning molekulalarining xususiyatlari bilan belgilanadi: ularning qutbliligi, vodorod aloqalarini hosil qilish qobiliyati.

HUJAYRANING NOORGANIK KOMONENTLARI

Hujayradagi elementlarni tasniflashning yana bir turi:

Makroelementlarga kislorod, uglerod, vodorod, fosfor, kaliy, oltingugurt, xlor, kaltsiy, magniy, natriy, temir kiradi.
Mikroelementlarga marganets, mis, rux, yod, ftor kiradi.
Ultramikroelementlarga kumush, oltin, brom va selen kiradi.

HUJAYRALARNING ORGANIK KOMONENTLARI

Protein tuzilishi

Fermentlar.

Oqsillarning eng muhim vazifasi katalitikdir. Hujayradagi kimyoviy reaksiyalar tezligini bir necha darajaga oshiradigan oqsil molekulalari deyiladi. fermentlar. Tanadagi biron bir biokimyoviy jarayon fermentlar ishtirokisiz sodir bo'lmaydi.

Hozirgi vaqtda 2000 dan ortiq fermentlar kashf etilgan. Ularning samaradorligi ishlab chiqarishda ishlatiladigan noorganik katalizatorlarning samaradorligidan ko'p marta yuqori. Shunday qilib, katalaza fermentidagi 1 mg temir 10 tonna noorganik temir o'rnini bosadi. Katalaz vodorod periksni (H 2 O 2) parchalanish tezligini 10 11 marta oshiradi. Shakllanish reaksiyasini katalizlovchi ferment karbonat kislotasi(CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3), reaksiyani 10 7 marta tezlashtiradi.

Fermentlarning muhim xususiyati - ularning ta'sirining o'ziga xosligi, har bir ferment faqat bitta yoki kichik bir guruh shunga o'xshash reaktsiyalarni katalizlaydi;

Ferment ta'sir qiladigan modda deyiladi substrat. Ferment va substrat molekulalarining tuzilmalari bir-biriga to'liq mos kelishi kerak. Bu fermentlar ta'sirining o'ziga xosligini tushuntiradi. Substrat ferment bilan birlashganda, fermentning fazoviy tuzilishi o'zgaradi.

Ferment va substrat o'rtasidagi o'zaro ta'sir ketma-ketligini sxematik tarzda tasvirlash mumkin:

Substrat+Ferment - Ferment-substrat kompleksi - Ferment+Mahsulot.

Diagramma shuni ko'rsatadiki, substrat ferment bilan qo'shilib, ferment-substrat kompleksini hosil qiladi. Bunday holda, substrat yangi moddaga - mahsulotga aylanadi. Yakuniy bosqichda ferment mahsulotdan ajralib chiqadi va yana boshqa substrat molekulasi bilan o'zaro ta'sir qiladi.

Fermentlar faqat ma'lum bir haroratda, moddalar konsentratsiyasida va muhitning kislotaliligida ishlaydi. Sharoitlarning o'zgarishi oqsil molekulasining uchinchi va to'rtlamchi tuzilishining o'zgarishiga va natijada ferment faolligini bostirishga olib keladi. Bu qanday sodir bo'ladi? Faqat ferment molekulasining ma'lum bir qismi deyiladi faol markaz. Faol markaz 3 dan 12 gacha aminokislota qoldiqlarini o'z ichiga oladi va polipeptid zanjirining egilishi natijasida hosil bo'ladi.

Turli omillar ta'sirida ferment molekulasining tuzilishi o'zgaradi. Bunday holda, faol markazning fazoviy konfiguratsiyasi buziladi va ferment o'z faoliyatini yo'qotadi.

Fermentlar biologik katalizator vazifasini bajaradigan oqsillardir. Fermentlar tufayli hujayralardagi kimyoviy reaktsiyalar tezligi bir necha darajaga oshadi. Muhim mulk fermentlar - muayyan sharoitlarda harakatning o'ziga xosligi.

Nuklein kislotalar.

Nuklein kislotalar 19-asrning ikkinchi yarmida kashf etilgan. Shveytsariyalik biokimyogari F. Misher, u hujayra yadrolaridan tarkibida ko'p miqdorda azot va fosfor bo'lgan moddani ajratib olgan va uni "nuklein" deb atagan (lot. yadro- yadro).

Nuklein kislotalar har bir hujayra va Yerdagi barcha tirik mavjudotlarning tuzilishi va faoliyati haqidagi irsiy ma'lumotlarni saqlaydi. Nuklein kislotalarning ikki turi mavjud - DNK (dezoksiribonuklein kislotasi) va RNK (ribonuklein kislotasi). Nuklein kislotalar, oqsillar kabi, turlarga xosdir, ya'ni har bir turning organizmlari o'ziga xos DNK turiga ega. Turlarning o'ziga xosligi sabablarini bilish uchun nuklein kislotalarning tuzilishini ko'rib chiqing.

Nuklein kislota molekulalari ko'p yuzlab va hatto millionlab nukleotidlardan tashkil topgan juda uzun zanjirlardir. Har qanday nuklein kislota faqat to'rt turdagi nukleotidlarni o'z ichiga oladi. Nuklein kislota molekulalarining funktsiyalari ularning tuzilishiga, tarkibidagi nukleotidlarga, ularning zanjirdagi soniga va molekuladagi birikmaning ketma-ketligiga bog'liq.

Har bir nukleotid uchta komponentdan iborat: azotli asos, uglevod va fosfor kislotasi. Har bir DNK nukleotidida to'rt turdagi azotli asoslardan biri (adenin - A, timin - T, guanin - G yoki sitozin - C), shuningdek, uglevod dezoksiriboza va fosfor kislotasi qoldig'i mavjud.

Shunday qilib, DNK nukleotidlari faqat azotli asosning turiga ko'ra farqlanadi.

DNK molekulasi ma'lum bir ketma-ketlikda zanjirda bog'langan juda ko'p nukleotidlardan iborat. DNK molekulasining har bir turi o'z nukleotidlari soni va ketma-ketligiga ega.

DNK molekulalari juda uzun. Masalan, insonning bir hujayrasidan (46 xromosoma) DNK molekulalaridagi nukleotidlar ketma-ketligini harflar bilan yozish uchun taxminan 820 000 sahifali kitob kerak bo'ladi. Muqobil to'rt turdagi nukleotidlar hosil bo'lishi mumkin cheksiz to'plam DNK molekulalarining variantlari. DNK molekulalarining bu strukturaviy xususiyatlari ularga organizmlarning barcha xususiyatlari haqida juda katta hajmdagi ma'lumotlarni saqlashga imkon beradi.

1953 yilda amerikalik biolog J. Uotson va ingliz fizigi F. Krik DNK molekulasining tuzilishi modelini yaratdilar. Olimlar har bir DNK molekulasi o‘zaro bog‘langan va spiral tarzda o‘ralgan ikkita zanjirdan iborat ekanligini aniqladilar. U o'xshaydi ikki tomonlama spiral. Har bir zanjirda to'rt turdagi nukleotidlar ma'lum bir ketma-ketlikda almashadilar.

DNK ning nukleotid tarkibi turlicha turli xil turlari bakteriyalar, qo'ziqorinlar, o'simliklar, hayvonlar. Ammo u yoshga qarab o'zgarmaydi va atrof-muhit o'zgarishlariga ozgina bog'liq. Nukleotidlar juftlashgan, ya'ni har qanday DNK molekulasidagi adenin nukleotidlari soni timidin nukleotidlari soniga (A-T), sitozin nukleotidlari soni esa guanin nukleotidlari soniga (C-G) teng bo'ladi. Buning sababi, DNK molekulasida ikkita zanjirning bir-biriga bog'lanishi ma'lum bir qoidaga bo'ysunadi, ya'ni: bir zanjirning adenini har doim ikkita vodorod aloqasi bilan faqat boshqa zanjirning Timin bilan bog'lanadi va guanin - sitozin bilan uchta vodorod aloqasi orqali, ya'ni bir molekula DNKning nukleotid zanjirlari bir-birini to'ldiruvchi, bir-birini to'ldiradi.

Nuklein kislota molekulalari - DNK va RNK - nukleotidlardan tashkil topgan. DNK nukleotidlariga azotli asos (A, T, G, C), uglevod dezoksiriboza va fosfor kislotasi molekulasi qoldig'i kiradi. DNK molekulasi qo'sh spiral bo'lib, komplementarlik printsipiga ko'ra vodorod bog'lari bilan bog'langan ikkita zanjirdan iborat. DNKning vazifasi irsiy ma'lumotlarni saqlashdir.

Barcha organizmlarning hujayralarida ATP - adenozin trifosfor kislotasi molekulalari mavjud. ATP - universal modda hujayralar, ularning molekulasi energiyaga boy aloqalarga ega. ATP molekulasi bitta noyob nukleotid bo'lib, u boshqa nukleotidlar kabi uchta komponentdan iborat: azotli asos - adenin, uglevod - riboza, lekin uning o'rniga fosfor kislotasi molekulalarining uchta qoldig'i mavjud (12-rasm). Rasmda belgi bilan ko'rsatilgan ulanishlar energiyaga boy va chaqiriladi makroergik. Har bir ATP molekulasi ikkita yuqori energiyali aloqani o'z ichiga oladi.

Yuqori energiyali aloqa uzilib, fermentlar yordamida bir molekula fosfor kislotasi ajratilganda 40 kJ/mol energiya ajralib chiqadi va ATP ADP - adenozin difosfor kislotasiga aylanadi. Fosfor kislotasining boshqa molekulasi chiqarilganda yana 40 kJ/mol ajralib chiqadi; AMP hosil bo'ladi - adenozin monofosforik kislota. Bu reaksiyalar qaytar, ya'ni AMP ADP ga, ADP ATP ga aylanishi mumkin.

ATP molekulalari nafaqat parchalanadi, balki sintezlanadi, shuning uchun ularning hujayradagi tarkibi nisbatan doimiydir. Hujayra hayotida ATP ning ahamiyati juda katta. Ushbu molekulalar hujayra va butun organizmning hayotini ta'minlash uchun zarur bo'lgan energiya almashinuvida etakchi rol o'ynaydi.

RNK molekulasi odatda bitta zanjirli bo'lib, to'rt turdagi nukleotidlardan iborat - A, U, G, C. RNKning uchta asosiy turi ma'lum: mRNK, rRNK, tRNK. Hujayradagi RNK molekulalarining tarkibi doimiy emas, ular oqsil biosintezida ishtirok etadi; ATP - hujayraning universal energiya moddasi bo'lib, u energiyaga boy aloqalarni o'z ichiga oladi. ATP hujayradagi energiya almashinuvida markaziy rol o'ynaydi. RNK va ATP hujayraning yadrosida ham, sitoplazmasida ham mavjud.

Bularga suv va mineral tuzlar kiradi.

Suv hujayradagi hayot jarayonlarini amalga oshirish uchun zarur. Uning tarkibi hujayra massasining 70-80% ni tashkil qiladi. Suvning asosiy funktsiyalari:

universal erituvchi hisoblanadi;

biokimyoviy reaktsiyalar sodir bo'ladigan muhit;

hujayraning fiziologik xususiyatlarini (elastiklik, hajm) aniqlaydi;

kimyoviy reaktsiyalarda ishtirok etadi;

yuqori issiqlik sig'imi va issiqlik o'tkazuvchanligi tufayli tananing issiqlik muvozanatini saqlaydi;

moddalarni tashishning asosiy vositasi hisoblanadi.

Mineral tuzlar hujayrada ionlar shaklida mavjud: K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+ kationlari; anionlar – Cl -, HCO 3 -, H 2 PO 4 -.

3. Hujayraning organik moddalari.

Hujayraning organik birikmalari ko'plab takrorlanuvchi elementlardan (monomerlardan) iborat bo'lib, yirik molekulalar - polimerlardir. Bularga oqsillar, yog'lar, uglevodlar va nuklein kislotalar. Ularning hujayradagi tarkibi: oqsillar -10-20%; yog'lar - 1-5%; uglevodlar - 0,2-2,0%; nuklein kislotalar - 1-2%; past molekulyar og'irlikdagi organik moddalar - 0,1-0,5%.

Sincaplar – yuqori molekulyar og‘irlikdagi (yuqori molekulyar og‘irlikdagi) organik moddalar. Ularning molekulasining struktur birligi aminokislotadir. 20 ta aminokislotalar oqsillarni hosil qilishda ishtirok etadi. Har bir oqsilning molekulasi ushbu oqsilga xos bo'lgan joylashish tartibida faqat ma'lum aminokislotalarni o'z ichiga oladi. Aminokislota quyidagi formulaga ega:

H 2 N - CH - COOH

Aminokislotalarning tarkibi NH 2 ni o'z ichiga oladi - asosiy xususiyatlarga ega aminokislotalar; COOH - kislotali xususiyatlarga ega karboksil guruhi; aminokislotalarni bir-biridan ajratib turuvchi radikallar.

Birlamchi, ikkilamchi, uchinchi va to'rtlamchi oqsil tuzilmalari mavjud. Bir-biri bilan peptid bog'lari bilan bog'langan aminokislotalar uning birlamchi tuzilishini aniqlaydi. Birlamchi strukturaning oqsillari vodorod bog'lari yordamida spiralga bog'lanadi va ikkilamchi strukturani hosil qiladi. Polipeptid zanjirlari ma'lum bir tarzda ixcham tuzilishga aylanib, globulani (to'pni) hosil qiladi - oqsilning uchinchi darajali tuzilishi. Aksariyat oqsillar uchinchi darajali tuzilishga ega. Shuni ta'kidlash kerakki, aminokislotalar faqat globulaning yuzasida faoldir. Globulyar tuzilishga ega bo'lgan oqsillar qo'shilib to'rtlamchi tuzilishni hosil qiladi (masalan, gemoglobin). Ta'sir qilganda yuqori harorat, kislotalar va boshqa omillar, murakkab oqsil molekulalari yo'q qilinadi - protein denaturatsiyasi. Sharoitlar yaxshilanganda, denatüratsiyalangan oqsil, agar uning asosiy tuzilishi buzilmasa, o'z tuzilishini tiklashga qodir. Bu jarayon deyiladi renaturatsiya.

Proteinlar turlarga xosdir: har bir hayvon turi o'ziga xos oqsillar to'plami bilan tavsiflanadi.

Oddiy va murakkab oqsillar mavjud. Oddiylari faqat aminokislotalardan iborat (masalan, albuminlar, globulinlar, fibrinogen, miyozin va boshqalar). Murakkab oqsillar, aminokislotalardan tashqari, boshqa organik birikmalarni ham o'z ichiga oladi, masalan, yog'lar va uglevodlar (lipoproteinlar, glikoproteinlar va boshqalar).

Proteinlar quyidagi funktsiyalarni bajaradi:

fermentativ (masalan, amilaza fermenti uglevodlarni parchalaydi);

strukturaviy (masalan, ular membranalar va boshqa hujayra organellalarining bir qismidir);

retseptorlari (masalan, rhodopsin oqsili ko'rishni yaxshilaydi);

transport (masalan, gemoglobin kislorod yoki karbonat angidridni olib yuradi);

himoya (masalan, immunoglobulin oqsillari immunitetni shakllantirishda ishtirok etadi);

vosita (masalan, aktin va miyozin mushak tolalarining qisqarishida ishtirok etadi);

gormonal (masalan, insulin glyukozani glikogenga aylantiradi);

energiya (1 g oqsil parchalanganda 4,2 kkal energiya ajralib chiqadi).

Yog'lar (lipidlar) - uch atomli spirt glitserin va yuqori molekulyar yog'li kislotalarning birikmalari. Kimyoviy formula yog ':

CH 2 -O-C(O)-R¹

CH 2 -O-C(O)-R³, bu erda radikallar har xil bo'lishi mumkin.

Lipidlarning hujayradagi vazifalari:

strukturaviy (hujayra membranasini qurishda ishtirok etish);

energiya (1 g yog 'organizmda parchalanganda 9,2 kkal energiya ajralib chiqadi);

himoya (issiqlik yo'qotilishidan, mexanik shikastlanishdan himoya qiladi);

yog 'endogen suv manbai (10 g yog'ning oksidlanishi bilan 11 g suv chiqariladi);

metabolizmni tartibga solish.

Uglevodlar – ularning molekulasi umumiy formula C n (H 2 O) n – uglerod va suv bilan ifodalanishi mumkin.

Uglevodlar uch guruhga bo'linadi: monosaxaridlar (bir shakar molekulasi - glyukoza, fruktoza va boshqalarni o'z ichiga oladi), oligosakkaridlar (2 dan 10 gacha monosaxarid qoldiqlarini o'z ichiga oladi: saxaroza, laktoza) va polisaxaridlar (yuqori molekulyar og'irlikdagi birikmalar, glikojen va boshqalar). ).

Uglevodlarning funktsiyalari:

turli xil organik moddalarni qurish uchun boshlang'ich elementlar sifatida xizmat qiladi, masalan, fotosintez paytida - glyukoza;

organizm uchun asosiy energiya manbai kislorod yordamida ularning parchalanishi, yog'ning oksidlanishiga qaraganda ko'proq energiya chiqariladi;

himoya (masalan, turli bezlar tomonidan chiqariladigan shilimshiq tarkibida juda ko'p uglevodlar mavjud; ichi bo'sh organlarning devorlarini (bronxial naychalar, oshqozon, ichaklar) mexanik shikastlanishdan himoya qiladi; antiseptik xususiyatlarga ega);

tizimli va qo'llab-quvvatlash funktsiyalari: plazma membranasining bir qismi.

Nuklein kislotalar fosfor o'z ichiga olgan biopolimerlardir. Bularga kiradi deoksiribonuklein kislotasi (DNK) Va ribonuklein (RNK) kislotalar.

DNK - eng yirik biopolimerlar, ularning monomeridir nukleotid. U uchta moddaning qoldiqlaridan iborat: azotli asos, uglevod dezoksiriboza va fosfor kislotasi. DNK molekulasining shakllanishida ishtirok etadigan 4 ta nukleotid ma'lum. Ikki azotli asoslar pirimidin hosilalari - timin va sitozin. Adenin va guanin purin hosilalari sifatida tasniflanadi.

J. Uotson va F. Krik (1953) tomonidan taklif qilingan DNK modeliga ko'ra, DNK molekulasi bir-birining atrofida aylanadigan ikkita ipdan iborat.

Molekulaning ikkita ipi ular orasida paydo bo'lgan vodorod bog'lari bilan birlashtiriladi. to'ldiruvchi azotli asoslar. Adenin timinga, guanin esa sitozinga komplementar hisoblanadi. Hujayralardagi DNK yadroda joylashgan bo'lib, u erda oqsillar bilan birgalikda hosil bo'ladi xromosomalar. DNK, shuningdek, mitoxondriya va plastidalarda mavjud bo'lib, ularning molekulalari halqa shaklida joylashgan. Asosiy DNK funktsiyasi- uning molekulasini tashkil etuvchi nukleotidlar ketma-ketligidagi irsiy ma'lumotlarni saqlash va bu ma'lumotlarni qiz hujayralarga etkazish.

Ribonuklein kislotasi bir ipli. RNK nukleotidi azotli asoslardan biri (adenin, guanin, sitozin yoki urasil), uglevod riboza va fosfor kislotasi qoldig'idan iborat.

RNKning bir necha turlari mavjud.

Ribosomal RNK(r-RNK) oqsil bilan birgalikda ribosomalarning bir qismidir. Ribosomalar oqsil sintezini amalga oshiradi. Messenger RNK(i-RNK) yadrodan sitoplazmaga oqsil sintezi haqida ma'lumot olib boradi. RNKni uzatish(tRNK) sitoplazmada joylashgan; ma'lum aminokislotalarni o'ziga biriktiradi va ularni oqsil sintezi joyi bo'lgan ribosomalarga etkazib beradi.

RNK yadro, sitoplazma, ribosoma, mitoxondriya va plastidalarda joylashgan. Tabiatda RNKning yana bir turi mavjud - virusli. Ba'zi viruslarda irsiy ma'lumotni saqlash va uzatish funktsiyasini bajaradi. Boshqa viruslarda bu vazifani virus DNKsi bajaradi.

Adenozin trifosfor kislotasi (ATP) - azotli asos adenin, uglevod riboza va uchta fosfor kislotasi qoldig'idan hosil bo'lgan maxsus nukleotid.

ATP - hujayrada sodir bo'ladigan biologik jarayonlar uchun zarur bo'lgan universal energiya manbai. ATP molekulasi juda beqaror va bir yoki ikkita fosfat molekulalarini ajratib, katta miqdorda energiya chiqarishga qodir. Bu energiya hujayraning barcha hayotiy funktsiyalarini ta'minlash uchun sarflanadi - biosintez, harakat, elektr impulsini hosil qilish va hokazo. ATP molekulasidagi bog'lanishlar makroergik deb ataladi. Fosfatning ATP molekulasidan ajralishi 40 kJ energiyaning ajralib chiqishi bilan birga keladi. ATP sintezi mitoxondriyalarda sodir bo'ladi.

Noorganik moddalar, hujayraga kiritilgan

Darsning maqsadi: hujayraning kimyoviy tarkibini o'rganish, noorganik moddalarning rolini aniqlash.

Dars maqsadlari:

tarbiyaviy: tirik organizmlarni tashkil etuvchi kimyoviy elementlar va birikmalarning xilma-xilligini, ularning hayot jarayonidagi ahamiyatini ko‘rsatish;

rivojlanmoqda: ko'nikma va qobiliyatlarni rivojlantirishda davom eting mustaqil ish darslik bilan, asosiy fikrlarni ajratib ko'rsatish, xulosalarni shakllantirish qobiliyati;

tarbiyaviy: topshirilgan vazifalarni bajarishga mas'uliyat bilan munosabatda bo'lishni tarbiyalash.

Uskunalar: multimedia proyektori, taqdimot, tarqatma material.

Dars rejasi

I. Tashkiliy moment.

Salom; - tinglovchilarni ishga tayyorlash; - talabalarning mavjudligi.

II. O'quv faoliyati uchun motivatsiya.

– Mana so‘zlar to‘plami: mis, oqsillar, temir, uglevodlar, yog‘lar, vitaminlar, magniy, oltin, oltingugurt, kaltsiy, fosfor.

– Bu so‘zlarni ma’nosiga ko‘ra qanday ikki guruhga bo‘lish mumkin? Javobingizni tushuntiring. (Organik va noorganik; kimyoviy moddalar va kimyoviy elementlar).

– Sizlardan qanchasi tirik organizmlar hayotidagi ayrim moddalar yoki elementlarning rolini ayta olasiz?

– Mavzu nomidan kelib chiqib, darsimizning maqsad va vazifalarini belgilang.

III. Yangi material taqdimoti.

Taqdimot. Taqdimot ushbu mavzu bo'yicha 3 ta darsni o'z ichiga oladi. Biz kalit ikkinchi slayd bilan ishlashni boshlaymiz: giperhavolaga amal qiling to'g'ri dars.

3-slayd:"Inson organizmidagi kimyoviy elementlarning tarkibi" sxemasi bo'yicha suhbat.

– Hujayra tarkibi jonsiz jismlarda uchraydigan 80 ga yaqin turli kimyoviy elementlarni o‘z ichiga oladi. Bu qanday ma'nono bildiradi? (jonli va jonsiz tabiatning umumiyligi haqida). 27 ta element muayyan funktsiyalarni bajaradi, qolganlari tanaga oziq-ovqat, suv va havo bilan kiradi.

– Inson organizmida qanday kimyoviy elementlar va qancha miqdorda borligini ayting?

- Tirik organizmlarda mavjud bo'lgan barcha kimyoviy birikmalar guruhlarga bo'lingan.

– Jadvaldan foydalanib, “Tabiatdagi kimyoviy elementlarning asosiy guruhlari” diagrammasini tuzing (“Tirik organizmlar hujayralarini tashkil etuvchi elementlar” jadvaliga qarang, qarang. jadval 1 ). Kislorod, vodorod, uglerod, azot, oltingugurt va fosfor biologik polimer molekulalarining zarur komponentlari (oqsillar, nuklein kislotalar ular ko'pincha bioelementlar deb ataladi);

Sxema

5-slayd: Jadvalni to'ldirishni boshlang - daftaringizdagi ma'lumotnoma (bu jadval keyingi darslarda to'ldiriladi, 2-jadvalga qarang ).

- Hammasidan kimyoviy birikmalar tirik organizmlarda mavjud bo'lib, suv tana vaznining 75-85% ni tashkil qiladi.

- Nima uchun bu miqdorda suv kerak? Tirik organizmda suv qanday vazifalarni bajaradi?

- Siz tuzilma va funktsiyalar o'zaro bog'liqligini allaqachon bilasiz. Keling, suvning nima uchun bunday xususiyatlarga ega ekanligini bilish uchun suv molekulasining tuzilishini batafsil ko'rib chiqaylik. Tushuntirganingizda, siz daftaringizga qo'llab-quvvatlovchi xulosani to'ldirasiz (5-slaydga qarang).

Slaydlar 6-7 suv molekulasining strukturaviy xususiyatlarini va uning xossalarini ko'rsatish.

– organizmlarni tashkil etuvchi noorganik birikmalar orasida, eng yuqori qiymat mineral kislotalarning tuzlari va tegishli kationlar va anionlarga ega. Garchi odamlar va hayvonlarning ehtiyoji minerallar grammning o'nlab va hatto mingdan bir qismida ifodalangan, ammo oziq-ovqatda biologik moddalarning birortasi yo'qligi. muhim elementlar jiddiy kasalliklarga olib keladi.

– Darslik materialidan 104 – 107-betlar yordamida jadval, “Mineral tuzlar” ustunini to‘ldiring. ( Slayd 8 Tugallangan ishni tekshirish uchun giperhavolani bosing).

– Mineral tuzlarning tirik organizmlar hayotidagi rolini isbotlovchi misollar keltiring.

IV. Yangi materialni birlashtirish:

bir nechta talabalar (sinfda nechta kompyuter bor) 1-"Hujayralarning noorganik moddalari" interaktiv testini bajaradilar;

qolganlari qiladi fikrlash va xulosa chiqarish qobiliyatini o'rgatish uchun vazifalar(tarqatma material) :

Birinchi ikki atama o'rtasida ma'lum bir bog'liqlik mavjud. Quyidagi tushunchalarning to‘rtinchisi va biri o‘rtasida bir xil bog‘liqlik mavjud. Uni toping:

1. Yod: qalqonsimon bez = ftorid: ___________________

a) oshqozon osti bezi b) tish emali v) nuklein kislotasi d) buyrak usti bezlari

2. Temir: gemoglobin = __________: xlorofill:

a) kobalt b) mis v) yod d) magniy

3. Bajarmoq raqamli diktant "Molekulalar". 1. Vodorod aloqalari molekuladagi eng zaif bog'lardir (1). 2. Tuzilishi va tarkibi bir va bir xil (0). 3. Tarkibi har doim strukturani belgilaydi (0). 4. Molekulaning tarkibi va tuzilishi uning xossalarini belgilaydi (1). 5. Suv molekulalarining qutbliligi uning sekin isishi va sovish qobiliyatini tushuntiradi (0). 6. Suv molekulasidagi kislorod atomi musbat zaryadga ega. (0)

V. Darsning xulosasi.

– Darsning maqsad va vazifalarini bajardingizmi? Ushbu darsda qanday yangi narsalarni kashf qildingiz?

Adabiyot:

Biologiya. 9-sinf: darslik S.G.Mamontov, V.B.Sona, N.I. - komp. M.M.Gumenyuk. Volgograd: O'qituvchi, 2006 yil.

Lerner G.I. Umumiy biologiya. Dars testlari va topshiriqlari. 10 – 11 sinflar/ – M.: Akvarium, 1998 yil.

Mamontov S.G., Zaxarov V.B., Sonin N.I. Biologiya. Umumiy naqshlar. 9-sinf: Darslik. umumiy ta'lim uchun darslik muassasalar. - M.: Bustard, 2000 yil.

CD Darslik uchun raqamli ta'lim resurslari to'plami Teremov A.V., Petrosova R.A., Nikishov A.I. Biologiya. Hayotning umumiy shakllari: 9-sinf. insoniy nashr. VLADOS markazi, 2003 yil. "Fisikon" MChJ, 2007 yil.

Tirik hujayraning tarkibi jonsiz tabiatning bir qismi bo'lgan bir xil kimyoviy elementlarni o'z ichiga oladi. 104 ta elementdan davriy jadval D.I.Mendeleyev hujayralarda 60 tani topdi.

Ular uch guruhga bo'lingan:

1. asosiy elementlar kislorod, uglerod, vodorod va azot (hujayra tarkibining 98%);
2. foizning o'ndan va yuzdan bir qismini tashkil etuvchi elementlar - kaliy, fosfor, oltingugurt, magniy, temir, xlor, kaltsiy, natriy (jami 1,9%);
3. undan ham kichikroq miqdorda mavjud bo'lgan barcha boshqa elementlar mikroelementlardir.

Hujayraning molekulyar tarkibi murakkab va heterojendir. Individual birikmalar - suv va mineral tuzlar ham mavjud jonsiz tabiat; boshqalar - organik birikmalar: uglevodlar, yog'lar, oqsillar, nuklein kislotalar va boshqalar - faqat tirik organizmlarga xosdir.

NOORGANIK MADDALAR

Suv hujayra massasining taxminan 80% ni tashkil qiladi; yosh tez o'sadigan hujayralarda - 95% gacha, eski hujayralarda - 60%.

Hujayradagi suvning roli katta.

U asosiy vosita va erituvchi bo'lib, ko'pgina kimyoviy reaktsiyalarda, moddalar harakatida, termoregulyatsiyada, hujayra tuzilmalarining shakllanishida ishtirok etadi va hujayraning hajmi va elastikligini aniqlaydi. Ko'pgina moddalar tanaga suvli eritmada kiradi va chiqadi. Biologik rol suv uning tuzilishining o'ziga xosligi bilan belgilanadi: uning molekulalarining qutbliligi va vodorod aloqalarini hosil qilish qobiliyati, buning natijasida bir nechta suv molekulalarining komplekslari paydo bo'ladi. Agar suv molekulalari orasidagi tortishish energiyasi suv va modda molekulalari orasidagidan kamroq bo'lsa, u suvda eriydi. Bunday moddalar hidrofilik deb ataladi (yunoncha "gidro" - suv, "fileta" - sevgi). Bular ko'p mineral tuzlar, oqsillar, uglevodlar va boshqalar. Agar suv molekulalari orasidagi tortishish energiyasi suv va modda molekulalari orasidagi tortishish energiyasidan katta bo'lsa, bunday moddalar erimaydi (yoki ozgina eriydi), ular deyiladi hidrofobik ( yunoncha "fobos" - qo'rquv) - yog'lar, lipidlar va boshqalar.

Suvli hujayra eritmalaridagi mineral tuzlar kationlar va anionlarga ajraladi, bu esa barqaror miqdorda zarur kimyoviy elementlar va osmotik bosimni ta'minlaydi. Kationlardan eng muhimlari K+, Na+, Ca 2+, Mg+. Hujayra va hujayradan tashqari muhitda alohida kationlarning konsentratsiyasi bir xil emas. Tirik hujayrada K ning konsentratsiyasi yuqori, Na+ past, qon plazmasida esa, aksincha, Na+ ning konsentratsiyasi yuqori, K+ esa past bo‘ladi. Bu membranalarning selektiv o'tkazuvchanligi bilan bog'liq. Hujayra va atrof-muhitdagi ionlar konsentratsiyasining farqi atrof-muhitdan hujayraga suv oqimini va o'simliklarning ildizlari tomonidan suvni singdirishini ta'minlaydi. Kamchilik individual elementlar- Fe, P, Mg, Co, Zn - nuklein kislotalar, gemoglobin, oqsillar va boshqa muhim moddalarning shakllanishini bloklaydi. muhim moddalar va jiddiy kasalliklarga olib keladi. Anionlar pH-hujayra muhitining doimiyligini aniqlaydi (neytral va ozgina ishqoriy). Anionlardan eng muhimlari HPO 4 2-, H 2 PO 4 -, Cl -, HCO 3 -

ORGANIK MADDALAR

Kompleksdagi organik moddalar hujayra tarkibining taxminan 20-30% ni tashkil qiladi.

Uglevodlar- uglerod, vodorod va kisloroddan tashkil topgan organik birikmalar. Ular oddiy - monosaxaridlarga (yunoncha "monos" dan - bitta) va murakkab - polisaxaridlarga (yunoncha "poli" dan - ko'p) bo'linadi.

Monosaxaridlar(ularning umumiy formula C n H 2n O n) - yoqimli shirin ta'mga ega, suvda yaxshi eriydigan rangsiz moddalar. Ular uglerod atomlarining soni bilan farqlanadi. Monosaxaridlardan geksozalar (6 C atomli) eng keng tarqalgan: glyukoza, fruktoza (mevalarda, asalda, qonda mavjud) va galaktoza (sutda mavjud). Pentozalardan (5 C atomli) eng keng tarqalgani nuklein kislotalar va ATP tarkibiga kiradigan riboza va dezoksiribozadir.

Polisaxaridlar polimerlarga murojaat qiling - bir xil monomer ko'p marta takrorlanadigan birikmalar. Polisaxaridlarning monomerlari monosaxaridlardir. Polisaxaridlar suvda eriydi va ko'plari shirin ta'mga ega. Ulardan eng oddiylari ikkita monosaxariddan tashkil topgan disaxaridlardir. Masalan, saxaroza glyukoza va fruktozadan iborat; sut shakari - glyukoza va galaktozadan. Monomerlar soni ortishi bilan polisaxaridlarning eruvchanligi pasayadi. Yuqori molekulyar polisaxaridlardan glikogen hayvonlarda, kraxmal va tola (tsellyuloza) o'simliklarda eng ko'p uchraydi. Ikkinchisi 150-200 glyukoza molekulalaridan iborat.

Uglevodlar- hujayra faoliyatining barcha shakllari (harakat, biosintez, sekretsiya va boshqalar) uchun asosiy energiya manbai. CO 2 va H 2 O eng oddiy mahsulotlarga bo'linib, 1 g uglevod 17,6 kJ energiya chiqaradi. Uglevodlar o'simliklarda qurilish funktsiyasini (ularning qobig'i tsellyulozadan iborat) va saqlash moddalarining rolini (o'simliklarda - kraxmal, hayvonlarda - glikogen) bajaradi.

Lipidlar- Bular glitserin va yuqori molekulyar yog' kislotalaridan tashkil topgan suvda erimaydigan yog'ga o'xshash moddalar va yog'lardir. Hayvon yog'lari sut, go'sht va teri osti to'qimalarida mavjud. At xona harorati Bu qattiq moddalar. O'simliklarda yog'lar urug'lar, mevalar va boshqa organlarda mavjud. Xona haroratida ular suyuqlikdir. Yog'ga o'xshash moddalar kimyoviy tuzilishi bo'yicha yog'larga o'xshaydi. Ularning ko'plari tuxum sarig'ida, miya hujayralarida va boshqa to'qimalarda mavjud.

Lipidlarning roli ularning tuzilish funktsiyasi bilan belgilanadi. Ular hujayra membranalarini hosil qiladi, ular hidrofobikligi tufayli hujayra tarkibini hujayra tarkibi bilan aralashtirishni oldini oladi. muhit. Lipidlar energiya vazifasini bajaradi. CO 2 va H 2 O ga parchalanib, 1 g yog '38,9 kJ energiya chiqaradi. Ular issiqlikni yomon o'tkazadilar, teri osti to'qimalarida (va boshqa organlar va to'qimalarda) to'planadi, himoya funktsiyasi va zahira moddalarning roli.

Sincaplar- organizm uchun eng o'ziga xos va muhim. Ular davriy bo'lmagan polimerlarga tegishli. Boshqa polimerlardan farqli o'laroq, ularning molekulalari o'xshash, ammo bir xil bo'lmagan monomerlardan - 20 xil aminokislotalardan iborat.

Har bir aminokislota o'z nomi, maxsus tuzilishi va xususiyatlariga ega. Ularning umumiy formulasini quyidagicha ifodalash mumkin

Aminokislota molekulasi o'ziga xos qismdan (radikal R) va barcha aminokislotalar uchun bir xil bo'lgan qismdan, jumladan, asosiy xususiyatlarga ega bo'lgan aminokislotalar (- NH 2) va kislotali xususiyatlarga ega bo'lgan karboksil guruhi (COOH) dan iborat. Bir molekulada kislotali va asosli guruhlarning mavjudligi ularning yuqori reaktivligini belgilaydi. Bu guruhlar orqali aminokislotalar birlashib, polimer - oqsil hosil qiladi. Bunda bir aminokislotaning aminokislotalaridan, ikkinchisining karboksilidan suv molekulasi ajralib chiqadi va bo'shatilgan elektronlar peptid bog'lanish hosil qiladi. Shuning uchun oqsillar polipeptidlar deb ataladi.

Protein molekulasi bir necha o'nlab yoki yuzlab aminokislotalardan iborat zanjirdir.

Protein molekulalari katta hajmga ega, shuning uchun ular makromolekulalar deb ataladi. Proteinlar, aminokislotalar kabi, yuqori reaktivdir va kislotalar va ishqorlar bilan reaksiyaga kirishishi mumkin. Ular aminokislotalarning tarkibi, miqdori va ketma-ketligi bilan farqlanadi (20 ta aminokislotalarning bunday birikmalarining soni deyarli cheksizdir). Bu oqsillarning xilma-xilligini tushuntiradi.

Protein molekulalari tuzilishida to'rtta tashkiliy daraja mavjud (59)

• Birlamchi tuzilma- kovalent (kuchli) peptid bog'lari bilan ma'lum bir ketma-ketlikda bog'langan aminokislotalarning polipeptid zanjiri.
• Ikkilamchi tuzilma- qattiq spiralga o'ralgan polipeptid zanjiri. Unda qo'shni burilishlarning (va boshqa atomlarning) peptid aloqalari o'rtasida past kuchli vodorod aloqalari paydo bo'ladi. Ular birgalikda juda kuchli tuzilmani ta'minlaydi.
• Uchinchi darajali tuzilish har bir oqsil uchun g'alati, ammo o'ziga xos konfiguratsiyani ifodalaydi - globul. U ko'plab aminokislotalarda mavjud bo'lgan qutbsiz radikallar orasidagi past kuchli hidrofobik bog'lanishlar yoki biriktiruvchi kuchlar tomonidan ushlab turiladi. Ularning ko'pligi tufayli ular oqsil makromolekulasining etarli darajada barqarorligini va uning harakatchanligini ta'minlaydi. Oqsillarning uchinchi darajali tuzilishi oltingugurt o'z ichiga olgan aminokislotalarning uzoq radikallari - sistein o'rtasida paydo bo'ladigan kovalent S - S (es - es) aloqalari tufayli ham saqlanadi.
• To'rtlamchi tuzilish barcha oqsillar uchun xos emas. Bu bir nechta oqsil makromolekulalari birlashganda komplekslar hosil qilganda sodir bo'ladi. Masalan, inson qonidagi gemoglobin bu oqsilning to'rtta makromolekulasi majmuasidir.

Protein molekulalari tuzilishining bunday murakkabligi ushbu biopolimerlarga xos bo'lgan funktsiyalarning xilma-xilligi bilan bog'liq. Biroq, oqsil molekulalarining tuzilishi atrof-muhitning xususiyatlariga bog'liq.

Proteinning tabiiy tuzilishining buzilishi deyiladi denaturatsiya.

Bu issiqlik, kimyoviy moddalar, nurlanish energiyasi va boshqa omillar ta'sirida paydo bo'lishi mumkin. Zaif ta'sir bilan faqat to'rtlamchi struktura parchalanadi, kuchliroq ta'sir bilan uchinchi darajali, keyin esa ikkilamchi bo'ladi va oqsil birlamchi struktura - polipeptid zanjiri shaklida qoladi, bu jarayon qisman qaytariladi va denatüratsiyalangan oqsil tuzilishini tiklashga qodir.

Hujayra hayotida oqsilning roli juda katta. Sincaplar - Bu qurilish materiali

tanasi. Ular hujayraning qobig'i, organellalari va membranalari va alohida to'qimalarning (sochlar, qon tomirlari va boshqalar) qurilishida ishtirok etadilar. Ko'pgina oqsillar hujayradagi katalizatorlar vazifasini bajaradi - hujayra reaktsiyalarini o'nlab yoki yuzlab million marta tezlashtiradigan fermentlar. Mingga yaqin fermentlar ma'lum. Proteindan tashqari ularning tarkibi Mg, Fe, Mn metallar, vitaminlar va boshqalarni o'z ichiga oladi. Har bir reaktsiya o'ziga xos ferment tomonidan katalizlanadi. Bunday holda, butun ferment emas, balki ma'lum bir mintaqa - faol markaz ta'sir qiladi. U kalitga qulfga o'xshash substratga mos keladi. Fermentlar atrof-muhitning ma'lum bir harorati va pH darajasida ishlaydi. Maxsus kontraktil oqsillar hujayralarning motor funktsiyalarini ta'minlaydi (flagella, siliatlar harakati, mushaklarning qisqarishi va boshqalar). Individual oqsillar (qon gemoglobini) kislorodni tananing barcha a'zolari va to'qimalariga etkazib beradigan transport funktsiyasini bajaradi. Maxsus oqsillar - antikorlar - himoya funktsiyasini bajaradi, begona moddalarni zararsizlantiradi. Ba'zi oqsillar energiya funktsiyasini bajaradi. Aminokislotalarga, keyin esa undan ham ko'proq parchalanish oddiy moddalar

, 1 g oqsil 17,6 kJ energiya chiqaradi. Nuklein kislotalar (lotincha "yadro" - yadrodan) birinchi marta yadroda kashf etilgan. Ular ikki xil - deoksiribonuklein kislotalar (DNK) va ribonuklein kislotalar

(RNK). Ularning biologik roli katta, ular oqsillarning sintezini va nasldan naslga o'tishni aniqlaydi; DNK molekulasi mavjud. U ikkita spiral tarzda o'ralgan zanjirdan iborat. Ikki tomonlama spiralning kengligi 2 nm 1, uzunligi bir necha o'nlab va hatto yuzlab mikromikronlarni (eng katta oqsil molekulasidan yuzlab yoki minglab marta kattaroq) tashkil qiladi. DNK polimer bo'lib, uning monomerlari nukleotidlar - fosforik kislota molekulasi, uglevod - dezoksiriboza va azotli asosdan tashkil topgan birikmalardir. Ularning umumiy formulasi quyidagicha:

Fosfor kislotasi va uglevod barcha nukleotidlarda bir xil, azotli asoslar esa to'rt xil: adenin, guanin, sitozin va timin. Ular tegishli nukleotidlarning nomini aniqlaydi:

• adenil (A),
• guanil (G),
• sitozil (C),
• timidil (T).

Har bir DNK zanjiri bir necha o'n minglab nukleotidlardan tashkil topgan polinukleotiddir. Unda qo'shni nukleotidlar fosfor kislotasi va dezoksiriboza o'rtasidagi kuchli kovalent bog' bilan bog'langan.

DNK molekulalarining juda katta hajmini hisobga olsak, ulardagi to'rtta nukleotidlarning kombinatsiyasi cheksiz katta bo'lishi mumkin.

DNK qo'sh spiral hosil bo'lganda, bir zanjirning azotli asoslari boshqasining azotli asoslariga qarama-qarshi qat'iy belgilangan tartibda joylashadi. Bunda T har doim A ga qarshi, faqat S G ga qarshi. Bu A va T, shuningdek, G va S ning ikkita yarmi kabi bir-biriga qat'iy mos kelishi bilan izohlanadi. singan shisha, va qo'shimcha yoki to'ldiruvchi(yunoncha "to'ldiruvchi" - qo'shimchadan) bir-biriga. Agar bitta DNK zanjiridagi nukleotidlar ketma-ketligi ma'lum bo'lsa, unda komplementarlik printsipidan foydalanib, boshqa zanjirning nukleotidlarini aniqlash mumkin (1-ilovaga qarang). Qo'shimcha nukleotidlar vodorod aloqalari yordamida bog'lanadi.

A va T o'rtasida ikkita, G va C o'rtasida uchta bog'lanish mavjud.

DNK molekulasining duplikatsiyasi - uning noyob xususiyat, ona hujayradan irsiy ma'lumotlarning qiz hujayralarga o'tkazilishini ta'minlash. DNKning ikki barobar ko'payishi jarayoni deyiladi DNK replikatsiyasi. U quyidagicha amalga oshiriladi. Hujayra bo'linishidan biroz oldin DNK molekulasi ochiladi va uning qo'sh zanjiri ferment ta'sirida bir uchidan ikkita mustaqil zanjirga bo'linadi. Hujayra erkin nukleotidlarining har bir yarmida komplementarlik printsipiga ko'ra ikkinchi zanjir qurilgan. Natijada, bitta DNK molekulasi o'rniga ikkita mutlaqo bir xil molekula paydo bo'ladi.

RNK- tuzilishi bo'yicha DNKning bir zanjiriga o'xshash, lekin hajmi jihatidan ancha kichikroq polimer. RNK monomerlari fosfor kislotasi, uglevod (riboza) va azotli asosdan tashkil topgan nukleotidlardir. RNKning uchta azotli asoslari - adenin, guanin va sitozin DNKnikiga mos keladi, lekin to'rtinchisi boshqacha. RNK timin o'rniga urasilni o'z ichiga oladi. RNK polimerining hosil bo'lishi qo'shni nukleotidlarning riboza va fosfor kislotasi o'rtasidagi kovalent bog'lanish orqali sodir bo'ladi. RNKning uch turi ma'lum: xabarchi RNK(i-RNK) DNK molekulasidan oqsil tuzilishi haqidagi ma'lumotlarni uzatadi; RNKni uzatish(tRNK) aminokislotalarni oqsil sintezi joyiga tashiydi; ribosoma RNK (r-RNK) ribosomalarda mavjud va oqsil sintezida ishtirok etadi.

ATP- adenozin trifosfor kislotasi muhim organik birikma. Uning tuzilishi nukleotiddir. Uning tarkibida azotli asos adenin, karbongidrat riboza va fosfor kislotasining uchta molekulasi mavjud. ATP beqaror tuzilish bo'lib, ferment ta'sirida "P" va "O" orasidagi bog'lanish buziladi, fosfor kislotasi molekulasi ajralib chiqadi va ATP ichiga kiradi.

Bugungi kunda topilgan va ajratilgan sof shakl Davriy jadvalda ko'plab kimyoviy elementlar mavjud va ularning beshdan bir qismi har bir tirik organizmda mavjud. Ular, g'isht kabi, organik va noorganik moddalarning asosiy komponentlari hisoblanadi.

Hujayra tarkibiga qanday kimyoviy elementlar kiradi, qaysi moddalarning biologiyasi bo'yicha ularning tanadagi mavjudligini baholash mumkin - bularning barchasini keyinroq maqolada ko'rib chiqamiz.

Kimyoviy tarkibning doimiyligi nima?

Tanadagi barqarorlikni saqlash uchun har bir hujayra o'z tarkibiy qismlarining har birining konsentratsiyasini doimiy darajada ushlab turishi kerak. Bu daraja turlar, yashash joylari va atrof-muhit omillari bilan belgilanadi.

Hujayra tarkibiga qanday kimyoviy elementlar kiradi, degan savolga javob berish uchun har qanday moddada davriy tizimning har qanday tarkibiy qismlari mavjudligini aniq tushunish kerak.

Ba'zan haqida gapiramiz Hujayradagi ma'lum bir element tarkibining taxminan yuzdan bir qismi va mingdan bir qismi, lekin aytilgan raqamning hatto mingdan bir qismiga o'zgarishi allaqachon tana uchun jiddiy oqibatlarga olib kelishi mumkin.

Inson hujayrasida 118 ta kimyoviy elementdan kamida 24 tasi bo'lishi kerak. Tirik organizmda topilmaydigan, ammo jonsiz tabiat ob'ektlarining bir qismi bo'lmagan komponentlar mavjud emas. Bu fakt ekotizimdagi tirik va jonsiz mavjudotlar o'rtasidagi yaqin aloqani tasdiqlaydi.

Hujayrani tashkil etuvchi turli elementlarning roli

Xo'sh, qanday kimyoviy elementlar hujayrani tashkil qiladi? Ta'kidlash joizki, ularning organizm hayotidagi roli to'g'ridan-to'g'ri paydo bo'lish chastotasiga va sitoplazmadagi kontsentratsiyasiga bog'liq. Biroq, hujayradagi elementlarning tarkibi har xil bo'lishiga qaramay, ularning har birining ahamiyati bir xil darajada yuqori. Ulardan birortasining etishmasligi organizmga zararli ta'sir ko'rsatishi, metabolizmdan eng muhim biokimyoviy reaktsiyalarni o'chirib qo'yishi mumkin.

Inson hujayrasini qaysi kimyoviy elementlardan tashkil etishini sanab o'tishda biz uchta asosiy turni eslatib o'tishimiz kerak, biz ularni batafsil ko'rib chiqamiz:

Hujayraning asosiy biogen elementlari

O, C, H, N elementlarning biogen deb tasniflanishi ajablanarli emas, chunki ular barcha organik va ko'plab noorganik moddalarni hosil qiladi. Organizm uchun zarur bo'lgan ushbu komponentlarsiz oqsillar, yog'lar, uglevodlar yoki nuklein kislotalarni tasavvur qilib bo'lmaydi.

Ushbu elementlarning funktsiyasi ularning organizmdagi yuqori miqdorini aniqladi. Ular birgalikda umumiy quruq tana massasining 98% ni tashkil qiladi. Bu fermentlarning faolligi yana nimada namoyon bo'lishi mumkin?

1. Kislorod. Uning hujayradagi tarkibi umumiy quruq massaning taxminan 62% ni tashkil qiladi. Vazifalari: organik va noorganik moddalarni qurish, nafas olish zanjirida ishtirok etish;
2. Uglerod. Uning tarkibi 20% ga etadi. Asosiy funktsiya: hammasiga kiritilgan;
3. Vodorod. Uning konsentratsiyasi 10% qiymatini oladi. Bu element organik moddalar va suvning tarkibiy qismi bo'lishidan tashqari, energiya o'zgarishlarida ham ishtirok etadi;
4. Azot. Miqdori 3-5% dan oshmaydi. Uning asosiy roli aminokislotalar, nuklein kislotalar, ATP, ko'plab vitaminlar, gemoglobin, gemosiyanin, xlorofill hosil bo'ladi.

Bular hujayrani tashkil etuvchi va normal hayot uchun zarur bo'lgan moddalarning ko'p qismini tashkil etadigan kimyoviy elementlardir.

Makronutrientlarning ahamiyati

Makronutrientlar, shuningdek, hujayra tarkibiga qanday kimyoviy elementlar kiritilganligini aytishga yordam beradi. Biologiya kursidan ma'lum bo'ladiki, asosiylaridan tashqari, quruq massaning 2% davriy jadvalning boshqa tarkibiy qismlaridan iborat. Va makroelementlarga tarkibi 0,01% dan kam bo'lmaganlar kiradi. Ularning asosiy vazifalari jadval shaklida keltirilgan.

Umid qilamizki, yuqoridagilardan qaysi kimyoviy elementlar hujayraning bir qismi ekanligini va makroelementlarga tegishli ekanligini aniqlash qiyin emas.

Mikroelementlar

Shuningdek, hujayraning tarkibiy qismlari mavjud bo'lib, ularsiz tananing normal ishlashi mumkin emas, lekin ularning tarkibi har doim 0,01% dan kam. Qaysi kimyoviy elementlar hujayra tarkibiga kiruvchi va mikroelementlar guruhiga mansubligini aniqlaymiz.

Organik va noorganik moddalar

Hujayra tarkibiga sanab o'tilganlardan tashqari yana qanday kimyoviy elementlar kiradi? Javoblarni tanadagi aksariyat moddalarning tuzilishini o'rganish orqali topish mumkin. Ular orasida organik va noorganik kelib chiqishi molekulalari ajralib turadi va bu guruhlarning har biri qat'iy elementlar to'plamini o'z ichiga oladi.

Organik moddalarning asosiy sinflari oqsillar, nuklein kislotalar, yog'lar va uglevodlardir. Ular butunlay asosiy biogen elementlardan qurilgan: molekulaning skeleti doimo ugleroddan hosil bo'ladi, vodorod, kislorod va azot esa radikallarning bir qismidir. Hayvonlarda dominant sinf oqsillar, o'simliklarda esa polisaxaridlardir.

Noorganik moddalar barcha mineral tuzlar va, albatta, suvdir. Hujayradagi barcha noorganiklar orasida eng ko'p H 2 O bo'lib, unda qolgan moddalar eriydi.

Yuqorida aytilganlarning barchasi qaysi kimyoviy elementlar hujayraning bir qismi ekanligini aniqlashga yordam beradi va ularning tanadagi funktsiyalari endi siz uchun sir bo'lib qolmaydi.